reacciones algoritmo


UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA





LABORATORIO INGENIERÍA DE REACCIONES


TEMA:

SIMULACIÓN HIDRAULICA EN SERIE


REALIZADO POR:

PÉREZ CUÁSQUER GABRIELA JACQUELINE


FECHA DE ENTREGA

27 DE DICIEMBRE DEL 201

QUITO
2011PRÁCTICA N° 3














SIMULACIÓN HIDRÁULICA EN SERIE


1. OBJETIVO
1.1. Determinar la ecuación cinética para cada simulador
1.2. Determinar la constante cinética para cada simulador

2. TEORÍA
2.1. Reactores Simples y Múltiples

Para llegar al diseño del reactor más adecuado a una finalidad concreta, es necesario
a) Poder predecir la respuesta del sistemareaccionante a los cambios en las condiciones de operación (como cambian las velocidades y conversiones de equilibrio con la temperatura y la presión).
b) Comparar los resultados de diseños diferentes (funcionamiento adiabático frente a isotérmico, reactor simple frente a reactor múltiple)
c) Estimar la economía de estas distintas alternativas.

En el diseño para reactores simples intervieneslas reacciones simples, es decir, aquellas reacciones cuyo transcurso puede describirse y seguirse adecuadamente empleando solamente la expresión cinética, además de las que se refieren a la estequiometria y al equilibrio. Para estas reacciones la distribución del producto es fija y el factor, más importante para la comparación de distintos diseños es el tamaño del reactor.
Ventajas de losreactores Simples
Bajos costos de instrumentación, flexibilidad de la operación
Desventajas
Costos de manejo y operación elevados, a veces tiempos muy grandes. Es adecuado para producir pequeñas cantidades de materiales o muchos productos diferentes en un solo equipo

2.2. Reactores de flujo en pistón en serie
“Consideremos N reactores de flujo en pistón conectados en serie y sean X1 , X2 ….XNlas conversiones fraccionales del componente A a la salida de los reactores 1,2,…., N. Basando el balance de materia en el caudal de alimentación de A al primer reactor , calculamos para el reactor i-ésimo a partir de la siguiente ecuación:

Ec: 2.2-1


o para los N reactores en serie



Ec: 2.2-2

Por consiguiente, los N reactores en serie con flujo en pistón devolumen total V dan la misma conversión fraccional que un solo reactor de volumen V y flujo en pistón.







Fig. 2.2-1: Nomenclatura empleada en un sistema de N reactores de mezcla completa de igual tamaño, en serie

Como e=o esta expresión puede escribirse en función de las concentraciones, así:

Ec: 2.2-3


O bien


Ec: 2.2-4

Como el tiempo espacial τ ( o tiempomedio de residencia ) es el mismo en todos los reactores del mismo tamaño de volumen Vi, tenemos:


Ec: 2.2-5
Efectuando operaciones se calcula para el sistema como un todo
Ec: 2.2-6

En el límite, para N→∞ esta ecuación se transforma en la ecuación de flujo en pistón

Ec: 2.2-7

Podemos comparar el funcionamiento de N reactores en seriecon un reactor de flujo pistón o con un reactor de mezcla completa.”(1)

2.3. Reactores de tipo diferente en serie
Si se instalan reactores de tipos diferentes en serie, tales como un reactor de mezcla completa seguido de un reactor de flujo en pistón que a su vez va seguido de un reactor de mezcla completa, como se indica en la Figura 2.3-1, podemos describir para estos tres reactores:Ec: 2.3-1

Estas relaciones se presentan en forma gráfica, esto nos permite predecir las conversiones globales para estos sistemas, o las conversiones en puntos intermedios entre los reactores individuales. Pueden ser necesarias intermediarias para determinar la eficiencia de los intercambiadores de calor instalados entre las etapas.

Figura 2.3-1: Reactor con Recirculación...